黑龍江省齊齊哈爾市訥河市20232024學年高一下學期期中聯合考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題（每題4'，共28分）1．許多科學家在物理學的發展過程中做出了重要貢獻，下列說法正確的是（）A．牛頓通過“月—地”檢驗驗證了重力與地球對月球的引力是同一性質的力B．在牛頓萬有引力定律的指導下，開普勒發現了開普勒三大定律C．在不同星球上，萬有引力常量G的數值不一樣D．牛頓用實驗的方法測定了引力常量的值，被稱為“測出地球質量的人”2．如圖所示，工人利用滑輪組將重物緩慢提起，下列說法正確的是（）A．工人受到的重力和支持力是一對平衡力B．工人對繩的拉力大于繩對工人的拉力C．重物緩慢拉起過程，繩子拉力不變D．重物緩慢拉起過程，人受到的支持力變小3．有關圓周運動的基本模型，下列說法正確的是（）A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點處于超重狀態B．如圖b所示是一圓錐擺，增大θ，若保持圓錐的高不變，則圓錐擺的角速度不變C．如圖c，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，則在A、B兩位置小球的運動周期相等D．如圖d，火車轉彎超過規定速度行駛時，內側軌道對火車輪緣會有側向擠壓作用4．圖甲為電影《封神第一部：朝歌風云》中攻打冀州時用到的一種投石裝置工作時候的場景，展現了我國古代人民的智慧，圖乙為投石裝置的簡化模型。在一次投石過程中，將一可視為質點的石塊放在與轉軸O相距L=5m的長臂末端網袋中，眾人共同用力快速向下拉動短臂，使石塊在長臂轉到豎直位置時被水平拋出，剛好砸在正前方30m處與O點等高的城門上。不計空氣阻力，g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．石塊被拋出后在空中運動時間為1.2sB．石塊拋出時的速度大小為15m/sC．石塊被拋出前的瞬間機械臂轉動的角速度為5rad/sD．石塊砸在城門上的瞬間速度大小為10105．2021年6月17日，神舟十二號載人飛船與天和核心艙完成對接，航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波進入天和核心艙，標志著中國人首次進入了自己的空間站。對接過程的示意圖如圖所示，天和核心艙處于半徑為r2的圓軌道Ⅲ；神舟十二號飛船處于半徑為r1的圓軌道Ⅰ，運行周期為T1，通過變軌操作后，沿橢圓軌道Ⅱ運動到B點與天和核心艙對接。則下列說法正確的是（）A．神舟十二號飛船需要減速才能由軌道Ⅰ進入軌道ⅡB．神舟十二號飛船沿軌道Ⅰ運行的周期大于天和核心艙沿軌道Ⅲ運行的周期C．神舟十二號飛船沿軌道Ⅱ運行的周期為TD．正常運行時，神舟十二號飛船在軌道Ⅱ上經過B點的加速度大于在軌道Ⅲ上經過B點的加速度6．如圖甲，小球用不可伸長的輕繩連接繞定點O在豎直面內做圓周運動，小球經過最高點的速度大小為v，此時繩子拉力大小為FT，拉力FT與速度的平方v2的關系如圖乙所示，圖像中的數據a和bA．數據a與小球的質量有關B．數據b與小球的質量無關C．比值baD．利用數據a、b和g不能夠求出小球的質量和圓周軌道半徑7．在某科學報告中指出，在距離我們大約1600光年的范圍內，存在一個四星系統。假設四星系統離其他恒星較遠，通常可忽略其他星體對四星系統的引力作用。假設某種四星系統的形式如圖所示，三顆星體位于邊長為L的等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行，而第四顆星體剛好位于三角形的中心不動。設每顆星體的質量均為m，引力常量為G，則（）A．位于等邊三角形三個頂點上的每顆星體做圓周運動的向心加速度大小與m無關B．位于等邊三角形三個頂點上的每顆星體做圓周運動的線速度大小為(C．若四顆星體的質量m均不變，距離L均變為2L，則周期變為原來的2倍D．若距離L不變，四顆星體的質量m均變為2m，則角速度變為原來的2倍二、多選題（每題6′，共18分）8．以相同的初速率，不同的拋射角同時拋出三個小球，A、B、C三球在空中的運動軌跡如圖所示，下列說法正確的是（）A．A、B、C三球在運動過程中，加速度都相同B．B球的射程最遠，所以最遲落地C．A球的射高最大，所以最遲落地D．A、C兩球的射程相等，兩球的拋射角互為余角，即θA＋θC＝π9．如圖所示，兩個可視為質點的、相同的木塊A和B放在轉盤上且木塊A、B與轉盤中心在同一條直線上，兩木塊用長為L的細繩連接，木塊與轉盤的最大靜摩擦力均為各自重力的k倍，A放在距離轉軸L處，整個裝置能繞通過轉盤中心的轉軸O1A．當ω>kgB．當ω>2kgC．當ω在ω>2kgD．當ω在kg2L10．如圖甲所示，A、B兩顆衛星在同一平面內圍繞中心天體做勻速圓周運動，且繞行方向相同，t=0時刻A、B兩顆衛星相距最近，圖乙是兩顆衛星的間距Δr隨時間t的變化圖像。已知衛星A的周期TAA．B衛星的周期TB．A衛星的軌道半徑是B衛星軌道半徑的1C．A衛星的向心加速度是B衛星的4倍D．A、B兩顆衛星的軌道半徑在單位時間內掃過的面積之比為1三、實驗題（共14'）11．某探究小組用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小的表達式。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1:（1）在該實驗中，主要利用了____來探究向心力與質量、半徑、角速度之間的關系；A．理想實驗法 B．微元法 C．控制變量法 D．等效替代法（2）探究向心力與角速度之間的關系時，應選擇半徑（填“相同”或“不同”）的兩個塔輪；同時應將質量相同的小球分別放在處；A.擋板A與擋板BB.擋板A與擋板CC.擋板B與擋板C（3）探究向心力與角速度之間的關系時，若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1:A．1:9 B．1:3 C．12．在探究平拋運動規律的實驗中：（1）在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。關于該實驗下列說法正確的是____。A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末端要保持水平C．擋板的高度需要等間距變化D．每次應該從斜槽上相同的位置無初速度釋放小球E．為確保小球每次能落進擋板，可調節底座螺絲使木板后仰，小球即可沿板面滾入擋板（2）實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點О為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖2中y?xA． B．C． D．（3）某同學在做“研究平拋運動”的實驗中，忘記記下小球拋出點的位置O。如圖所示，A為小球運動一段時間后的位置。以A為坐標原點，沿水平向右為x軸，豎直向下為y軸建立坐標系，g取10m/s2，根據圖像，可知小球的初速度為m/s，小球拋出點的位置О的坐標為。四、解答題13．長L=0.5m、質量可忽略的硬桿，其一端固定于O點，另一端連有質量m=2kg的小球，它繞O點做豎直平面內的圓周運動，當通過最高點時，如圖所示，求下列情況下桿對小球的作用力（計算出大小，并說明是拉力還是支持力）．（1）當v=1m/s時；（2）當v=4m/s時．14．2022年4月16日，神舟十三號載人飛船成功返回。我國空間站關鍵技術完成驗證，進入建造階段。暢想未來，假如宇航員乘坐宇宙飛船到達某行星，在該行星“北極”距地面h處由靜止釋放一個小球（引力視為恒力，阻力可忽略），經過時間t落到地面。已知該行星半徑為R，自轉周期為T，引力常量為G，已知半徑為R的球體體積V=4（1）該行星的第一宇宙速度v；（2）該行星的平均密度ρ；（3）如果該行星有一顆同步衛星，其距行星表面的高度H為多少？15．質量m=1kg的小物塊在長為L=0.5m的細繩作用下，恰能在豎直平面內做圓周運動，細繩能承受的最大拉力Tmax=42N，轉軸離地高度（1）小物塊經過最高點的速度是多少？（2）若小物塊在某次運動到最低點時細繩恰好被拉斷，求此時小物塊的速度大小以及對應落地時的水平射程x。（3）若小物塊落地時恰好落到一塊質量為M=1kg的薄木板上（厚度可忽略），且豎直方向速度瞬間變為零，水平速度不變在板上滑行，小物塊與薄板之間的摩擦因數為μ=0.

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A．牛頓通過“月—地”檢驗驗證了重力與地球對月球的引力是同一性質的力，A正確；

B．開普勒三大定律是開普勒在第谷的觀測數據的基礎上總結出來的，在1609-1619年之間分別發表，牛頓萬有引力定律是牛頓于1687年在《自然哲學的數學原理》發表的，B錯誤；

C．萬有引力常量的一個常數，與星球無關，C錯誤；

D．萬有引力常量是亨利·卡文迪許利用扭秤實驗測量出來的，因此亨利·卡文迪許被稱為“測出地球質量的人”，D錯誤。

故答案為：A。

【分析】本題考查物理學史，熟記物理學史上發生的每件事情是解題關鍵。2．【答案】D【解析】【解答】A．對人受力分析有則有F可知工人受到的重力和支持力不是一對平衡力，A錯誤；B．工人對繩的拉力和繩對工人的拉力是一對相互作用力，大小相等，方向相反，故B錯誤；CD．對滑輪做受力分析有則有F則隨著重物緩慢拉起過程，θ逐漸增大，則FT逐漸增大，根據F可知人受到的支持力變小，D正確，C錯誤。故答案為：D。【分析】對工人做受力分析，平衡力大小相等方向相反作用在同一物體，相互作用力作用在不同物體。3．【答案】B【解析】【解答】A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點時，有向下的加速度，處于失重狀態，A錯誤；B．設圓錐的高為h，由重力與繩子的合力提供向心力可得

mg圓錐擺的半徑為

r=h圓錐擺的角速度為

ω=ghC．設圓錐母線與水平方向的夾角為θ，由重力與支持力的合力提供向心力可得

mg周期為

T=4πD．火車以規定速度行駛時，重力和支持力的合力提供向心力，車輪對內、外軌道均無擠壓，當火車超過軌道速度行駛時，重力和支持力的合力不足以提供向心力，火車有做離心運動的趨勢，外側軌道對火車輪緣會有側向擠壓作用，D錯誤。故答案為：B。【分析】火車過拱橋，處于失重狀態，過凹形橋是超重狀態。對b和c圖中情況求出相關物理量的函數關系然后作出判斷。火車超過最佳轉彎速度，有離心趨勢。4．【答案】D【解析】【解答】A．石塊被拋出后在空中做平拋運動，豎直方向有L=解得運動時間為t=1sA錯誤；B．石塊拋出時的速度大小為vB錯誤；C．石塊被拋出前的瞬間機械臂轉動的角速度為ω=C錯誤；D．石塊砸在城門上的瞬間速度大小為v=D正確。故答案為：D。【分析】石塊飛出去后做平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動。5．【答案】C【解析】【解答】A、由低軌道進入高軌道，即由軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ需要加速做離心運動，故A錯誤；

B、根據開普勒第三定律，軌道Ⅰ的軌道半徑小于軌道Ⅲ的軌道半徑，則沿軌道Ⅰ運行的周期小于天和核心艙沿軌道Ⅲ運行的周期，故B錯誤；

C、根據開普勒第三定律r13T12=r1+r26．【答案】C【解析】【解答】A．當v2=a時，此時繩子的拉力為零，物體的重力提供向心力，則有解得

v2=gr

即

a=grB．當v2=2a時，對物體受力分析，則

mg+b=mv2r

C．根據以上分析可知

ba=D．若F=0，由圖知

v2=a

則有

mg+b=mv2r

解得

故答案為：C。【分析】最高到點拉力與重力合力提供向心力，結合牛頓第二定律以及乙圖列式求解。7．【答案】B【解析】【解答】A．根據題意可得每顆星軌道半徑為r=每顆星受到的萬有引力的合力為F=由萬有引力提供向心力得F=解得a向心加速度與質量有關，A錯誤；B．由萬有引力提供向心力得F=解得v=則位于等邊三角形三個頂點上的每顆星體做圓周運動的線速度大小為

(3+1CD．由萬有引力提供向心力得F=解得T=2π若距離L變為原來的2倍，則周期變為原來的22；若每顆星的質量m都變為原來的2倍，則周期變為原來的22倍，即角速度變為原來的故答案為：B。【分析】求出萬有引力的合力，合力提供圓周運動向心力，結合牛頓第二定律以及圓周運動各個物理量的關系列式求解。8．【答案】A,C,D【解析】【解答】A．三個小球在運動的過程中，僅受重力，則加速度相同，A正確；B．因為初速率相同，所以C球在豎直方向上初速度最小，則運動的時間最短，A球在豎直方向上的分速度最大，則運動時間最長，B錯誤；C．A球在豎直方向上初速度最大，則運動時間最長，根據h=可知，射高最大，C正確；D．A球的水平射程xC球的水平射程x兩球的初速度大小相等，水平射程相同，則有sin解得θAθD正確。故答案為：ACD。【分析】三個小球做斜拋運動，僅受重力，則加速度相同，每段軌跡可以看成兩段平拋運動軌跡組合而成，結合平拋運動規律求解。9．【答案】C,D【解析】【解答】A、B做共軸轉動，所以角速度相等，開始角速度較小，兩木塊都靠靜摩擦力提供向心力，根據向心力公式F=m可知，B先到達最大靜摩擦力，角速度繼續增大，則繩子出現拉力，A的靜摩擦力繼續增大，當增大到最大靜摩擦力時，開始發生相對滑動。

A.由以上分析可知，當B達到最大靜摩擦力時，繩子即將產生彈力，此時，對B有kmg=m·2L解得ω=知ω>kg2L時，繩子具有彈力，A不符合題意；kmg-T=mL對B有kmg+T=m·2L解得ω=當ω>2kg3L時，A、B相對于轉盤會滑動，B不符合題意；

0<ω<B所受的摩擦力變大，在kg范圍內增大時，B所受摩擦力不變，等于最大靜摩擦力，當在kg范圍內增大時，A所受摩擦力—直增大，CD符合題意。

故答案為：CD。

【分析】先定性分析轉盤轉動過程中，隨著角速度增大，A、B與轉盤之間摩擦力和繩上的拉力的變化情況，然后由牛頓第二定律求出繩上即將出現彈力和系統即將發生滑動時的角速度大小，得出在不同的角速度范圍，兩物體的受力情況。10．【答案】A,B【解析】【解答】A．0～t2π又T解得TA正確；B．根據開普勒第三定律有r可得rB正確；C．根據向心加速度a=可得aC錯誤；D．根據v=可得v根據扇形面積公式S=A、B兩顆衛星的軌道半徑在單位時間內掃過的面積之比為SD錯誤。故答案為：AB。【分析】相當于衛星追擊問題，再次相距最近時，跑得快的衛星比跑得慢的衛星多跑一圈。根據圓周運動相關物理量關系列式求解。11．【答案】（1）C（2）不同；B（3）B【解析】【解答】（1）探究向心力、質量、半徑與角速度之間的關系采用的是控制變量法。故答案為：C。（2）探究向心力與角速度之間的關系時，要讓兩球質量和圓周半徑相同而角速度不等，故應選擇半徑不同兩個塔輪；為保證半徑相同，應將質量相同的小球分別放在擋板A與擋板C。故答案為：B。（3）兩個小球所受的向心力的比值為1：9，根據公式F=m可得角速度之比為1：3。故選B。【分析】（1）過個因素對實驗結果產生影響，采用控制變量法。

（2）探究向心力與角速度之間的關系時，只能改變角速度，其他因素保持不變；

（3）利用向心力與角速度關系列式求解。12．【答案】（1）B；D（2）C（3）2；（?20，?5）【解析】【解答】（1）AD．為了保證每次小球拋出時的速度相同，每次應該從斜槽上相同的位置無初速度釋放小球，但斜槽軌道不需要光滑，A錯誤，D正確；B．為了保證小球拋出時的初速度處于水平方向，斜槽軌道末端要保持水平，故B正確；C．擋板的高度不需要等間距變化，故C錯誤；E．木板應與小球軌跡平面平行，即木板應處于豎直平面內，不可以調節底座螺絲使木板后仰，故E錯誤。故答案為：BD。（2）根據y=12可得y=可知y?x故答案為：C。（3）由題圖可知，A~E五個點中相鄰兩點的水平距離相等，所以小球在相鄰兩點間的運動時間相等，均設為T，豎直方向根據Δy=代入數據解得T=0所以小球的初速度為v小球運動到D點時的豎直分速度大小為v則小球運動到C點時的豎直分速度大小為v小球從O運動到C的時間為t=則O點的橫坐標為x縱坐標為y則有小球拋出點的位置О的坐標為（?20，?5）。

【分析】（1）考查平拋運動規律實驗注意事項；

（2）求解函數關系式，從而求解函數圖象；

（3）水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動，結合勻變速直線運動的規律求解。13．【答案】（1）解：桿對球沒有作用力時vv1由牛頓第